Pluu Dev - [번역] DroidKaigi 2016 ~ 퍼포먼스를 요구하는 Android 어플을 만들기 위해서는

[번역] DroidKaigi 2016 ~ 퍼포먼스를 요구하는 Android 어플을 만들기 위해서는

Jun 6, 2016. | By: pluulove

본 포스팅은 DroidKaigi 2016 パフォーマンスを追求したAndroidアプリを作るには 을 기본으로 번역하여 작성했습니다

제 일본어 실력으로 인하여 오역이나 오타가 발생할 수 있습니다.

실제 슬라이드의 일본어 부분을 번역했다는 점 양해바랍니다.

1p

퍼포먼스를 요구하는 Android 어플을 만들기 위해서는

EGAWA Takashi
t.egawa@gmail.com
Smartium(주)
Google Developer Expert

2p

앙케트 : “퍼포먼스 향상”에 대한 인상

대상 : 수도권 체류 Android 개발자 (5인)

귀찮다 · 지루하다 (40%)
따분하다 · 어둡다 (20%)
정신이 병약해진다 (20%)
해도 고마워하지 않는다 (20%)

3p

따분하고 귀찮고 수면에 잘 나타나지 않는 것

하지만, 개인적으로는 이것을 신경 쓸지 말지가 개발자로서의 가치를 크게 좌우한다 (그런 느낌이 든다)

…그러므로, 이야기하고 싶다

4p

서론

이야기할 내용
- 저의 일상적인 대처를 발췌해서 이야기합니다
- 합리적으로 작업하는 것을 소개합니다
- 약간 dumpsys이 많은 부분을 차지하고 있습니다
Context
- SDK를 사용한 일반적인 어플

5p

퍼포먼스를 요구하는 Android 어플을 만들기 위해서 하는 것

6p

프로그래밍 기술에 대해서는 Udacity에서 배우자

Study Jams 프로그램의 참가등록은 이쪽 https://events.withgoogle.com/studyjams-japan-2016/

Study Jams 프로그램의 참가 등록하고 Udacity의 코스에 등록하고, 전용 온라인 커뮤니티에 참가할 수 있습니다

7p

퍼포먼스에 대한 개인적인 기본원칙

다방면의 관점

퍼포먼스의 지표나 요인은 매일 복잡화되고 있다.

다양한 관점에서의 다방면으로 생각한다

전력소비
UI
그 외 (통신, 메모리, 프로세서, 센서 등)

측정 · 계속

추측이나 개인적인 생각은 오류를 포함한다 (도시 전설)

설명할 수 없으면 고생한다

일상적으로 무리 없이 한다 (생각되는 것을 한다)

기록
가시화
간단, 가볍게

8p

측정은 충전하지 않은 상태로

충전되고 있을 때는 디바이스의 동작이 바뀐다. 기본적으로 미충전 상태로 한다

실제로 충전하지 않는 것이 베스트. 안된다면 갱신정지상태를 사용해서 미충전상태를 만든다

dumpsys battery unplug 혹은 set usb 0

※ 사용이 끝나면 다시 복원할 것 (reset) 을 잊지 않도록

9p

unplug의 오해

dumpsys battery unplug (혹은 set usb 0) 는 Doze 에서는 미충전 상태가 된다.

하지만 배터리 상태 (BatteryManager)로서는 갱신정지상태에 불과하다.

그래서, 미충전 상태로 만들고서 갱신정지로 한다.

나쁜 것 : USB로 ABD 접속 -> 갱신정지
좋은 것 : WiFi로 ADB 접속 -> 갱신정지 -> USB로 재접속

※ 다만 실제로는 충전되고 있으므로 현실의 미충전과는 엄밀하게 다르다

10p

소비전력에 대해서

11p

배터리의 여유와 마음의 여유

전력소비는 가장 중요한 퍼포먼스 지표

12p

질문

13p

Nexus5를 이용해

카메라의 플래시 라이트를 하루 종일 사용 가능한 어플을 만들고 싶다

실현 가능한가?

그러면 반나절이라면? 6시간은?

14p

Nexus5의 경우

플래시 라이트의 소비전류 대략 540 mA

배터리 방전용량 2300 mAh

이론상 4시간 정도 (2300 / 540 ≒ 4.2)

당연하지만, 실제로는 다른 어플이나 다른 기기의 소비전력에 의존하므로 더욱 줄어듭니다.

15p

전류소비량을 알기 위해서는

framework-res.apk
- 리소스들의 정의를 하는 시스템 apk
- /system/framework/framework-res.apk
res/xml/power_profile.xml
- 소비전력량을 정의한 XML 파일
- framework-res.apk 내에 있음

16p

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<device name="Android">
    <item name="none">0</item>
    <item name="screen.on">82.75</item>
    <item name="screen.full">201.16</item>
    <item name="camera.avg">804.85</item>
    <item name="camera.flashlight">546.37</item>
    <item name="bluetooth.active">51.55</item>
    <item name="bluetooth.on">0.79</item>
    <item name="wifi.on">3.5</item>
    <item name="wifi.active">73.24</item>
    <item name="wifi.scan">75.48</item>
    ...
    <item name="gps.on">76.23</item>
    <item name="radio.active">185.19</item>
    <item name="radio.scanning">99.2</item>
    <array name="radio.on">
        <value>4.8</value>
        <value>1.11</value>
    </array>
    <array name="cpu.speeds">
    ...
    </array>
    <item name="battery.capacity">2300</item>
    ...
</device>

※ 단위는 mA

17p

소비전력 기준을 파악 · 이해

최근 하드웨어 기능

NFC	라디오	라이트	심장박동
자이로	전화	배터리 온도	조도
가속도	카메라	마이크	기온
Bluetooth	GPS	터치패널	습도
Wifi	자기	지문	기압

최근 디바이스 하드웨어 기능은 풍부
다양한 기능의 복합에 따라 전력은 소비된다
각각 어느 정도 전류 소비하는가를 파악해둔다
퍼포먼스를 최적화시 전체를 보는 습관을 지닌다

18p

dumpsys batterystats

배터리의 다양한 정보를 보는 것이 가능해 매우 편리

매일 봐도 질리지 않는 레벨

19p ~ 23p

dumpsys batterystats –charged

1% 마다 배터리 소비의 추이 · 상태 내역
매일의 Summary
이전 충전부터의 Summary
현재 전력소비의 예상
어플마다 (Facebook Messenger의 예)
- 2시간 2분 19초간 Foreground 상태는 약 35초
- CPU를 소비한 것은 11초 정도

24p

보는 건 귀찮다

25p

Battery Historian

26p

Battery Historian

배터리 소비의 가시화 도구
- 최신판은 2.0, Go lang가 필요

# 다운로드
$ go get -u github.com/google/battery-historian/...
$ cd $GOPATH/src/github.com/google/battery-historian
# 컴파일
$ bash setup.sh
# 서버 기동 디폴트는 포트 9999
$ go run cmd/battery-historian/battery-historian.go
# 총계정보취득
$ adb bugreport > hoge.txt

http://localhost:9999에 접근해서 얻은 총계정보 (hoge.txt)를 업로드하면 볼 수 있다

27p

Background에서의 소비

Android의 특징으로서 소비전력의 5~7할은 IDLE시에 소비되는 경향 (라고 한다)

Background에서의 소비를 줄이는 것이 중요

28p

JobScheduler

배터리에 친절한 Job 실행 API (android 5.0부터)
- 배터리에 친절한 Scheduler를 실행하는 API
- TASK의 BackOff아 실행조건 등 유연한 지정이 가능
- 즉시성이 없는 Background 처리에 최적
- 사용할 수 있다면 쓰지 않을 리는 없다

JobInfo uploadTask = new JobInfo.Builder(mJobId, mServiceComponent)
        .setRequiredNetworkCapabilities(JobInfo.NETWORK_TYPE_UNMETERED)
        .build();

JobScheduler jobScheduler = (JobScheduler) context.getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);
jobScheduler.schedule(uploadTask);

29p

GCM Network Manager

JobScheduler를 대신하여 사용 가능한 Job API
- JobScheduler는 5.0 이후 / 이것은 2.3부터 사용 가능
- Google Play Services 필수
- GCM 라이브러리에 의존
- 하지만 GCM 기능을 사용하지 않는 어플에서도 사용할 수 있다

mGcmNetworkManager = GcmNetworkManager.getInstance(this);
OneoffTask task = new OneoffTask.Builder()
        .setService(MyTaskService.class)
        .setTag(TASK_TAG_WIFI)
        .setExecutionWindow(0L, 3600L)
        .setRequiredNetwork(Task.NETWORK_TYPE_UNMETERED)
        .build();

mGcmNetworkManager.schedule(task);

30p ~ 31p

Doze Framework

소비전력 감소 구조 (Android 6.0부터)
- 명시적인 타임슬롯을 할당하여 Background에서의 거동을 제한함으로 소비전력을 감소한다

http://developer.android.com/intl/ja/training/monitoring-device-state/doze-standby.html

Doze에 대해서는 中西良明(@chun_ryo)님의 어제 발표자료가 알기 쉬우므로 그것을 권장합니다! Android의 저전력에 대한 생각 https://goo.gl/yxBYOH

32p

Doze의 상태 개요

ACTIVE –화면을 끈다–> INACTIVE –일정 시간 경과 (30분)–> IDLE_PENDING –일정 시간 경과 (30분)–> IDLE (※ IDLE중에는 여러가지가 중지된다) –일정 시간 경과 (점점 길어진다, 1시간, 2시간 … 6시간)–> IDEL_MAINTENANCE (※ 처리가능한 영역) –화면을 켠다 …등–> ACTIVE

33p

상태 확인

$ dumpsys deviceidle

34p ~ 35p

강제상태 변경

$ dumpsys deviceidle step

Doze에 대해서는 中西良明(@chun_ryo)님의 어제 발표자료가 알기 쉬우므로 그것을 권장합니다! Android의 저전력에 대한 생각 https://goo.gl/yxBYOH

36p

UI에 대해서

37p

많은 퍼포먼스 지표는 UI에 귀결하여 나타나고 있다.

38p

시간과 사용자의 반응 지표

250ms이하를 유지하면 사용자는 빠르다고 느낄 수 있다

1초이하를 유지하면 사용자는 집중력을 유지한다

지연시간	사용자 반응
0 - 100ms	Instant
100 - 300ms	Feel sluggish
300ms - 1s	Machine is working…
1s +	Mental context switch
10s +	I’ll come back later…

Breaking the 1000ms Time to glass Mobile Barrier : https://www.youtube.com/watch?v=Il4swGfTOSM

39p ~ 40p

렌더링 역사

GingerBread이전	CPU 사용
Honeycomb	하드웨어 가속 추가
ICS	하드웨어 가속이 디폴트
JellyBean	VSYNC로 프레임 최적화

이 부분은 대략 60fps로 그린다

41p

Jank

최근 많은 디바이스에서는 60fps로 그려진다고 생각할 수 있다

즉 16 - 17ms마다 1회

렌더링이 맞추지 못하면, Jank가 발생한다

Skipped 136 frames! The application may be doing too much work on its main thread.

Jank가 발생하면 프레임이 Skip 된다

많은 경우, 애니메이션 생략이나 Jump라는 형태로 사용자에게 보인다

Jank를 피하는 (줄이는) 것이 중요

42p ~ 43p

View의 렌더링

3단계

Measure -> Layout -> Draw

Hierarchy Viewer로 가시화 가능

44p

Nest에 의한 Remeasure

Draw에 가장 시간이 걸리는 상태가 일반적
Measure가 느리는 경우는 대책하는 가치가 있다
원인은 대개 레이아웃의 Nest

※ RelativeLayout이나 LinearLayout를 중첩하면 Measure가 여러 번 실행되는 것에 의해

예)

Nest한 상태	개선 후
Measure: 33.3338ms	Measure: 0.548ms
Layout: 2.810ms	Layout: 0.210ms
Draw: 9.526ms	Draw: 2.0.46ms

45p

Overdraw 회피

Draw가 늦는 경우는 Overdraw를 의심하는 것이 좋다 (좋았다)
- Overdraw: 다른 View가 그린 영역을 또 다른 View가 다시 그리는 것
개발자용 옵션 -> GPU Overdraw를 Debug
빨간 화면에서 파란것으로 노력하면 2배 빨라지는 인상 (개인적으로)
Kitkat이후는 단순한 Overdraw는 자동으로 무시되므로 그다지 신경질적으로 되지 않는다
Hierarchy Viewer로 PDS 파일에 출력해서 확인하는 방법도 추천

http://developer.android.com/intl/ja/tools/performance/debug-gpu-overdraw/index.html

46p

GPU Profiling

개발자용 옵션 -> GPU 렌더링 프로파일 작성
화면 하단에 선을 표시

16ms Border : 대략 이보다 아래에 맞추면 문제없다

색	설명
Blue	View의 생성. View 개수나 onDraw 처리에 의존
Purple	그리는 리소스 전송
Orange	GPU 처리를 CPU가 기다리는 시간
Green	VSYNC의 연기
Red	GPU의 그리기 실행

47p ~ 48p

dumpsys gfxinfo

그리는 상황을 출력한다
Marshmallow부터 Jank 정보가 나오므로 추천

dumpsys gfxinfo com.android.chrome

framestats 옵션을 적용함으로 CSV로 나온다
- 어떤 보고를 하고 싶은 사람에게 좋음

dumpsys gfxinfo com.android.chrome framestats

49p

그 외 (통신, 메모리, 프로세서)

50p

통신 최적화

본격적으로 다루기에는 상당히 어려운 인상

어려운 이유
- 셀룰러(4G, 3G)와 WiFi의 Latency나 소비전력 차이
- 통신 프로토콜 차이
- 서버에도 의존한다 … 등

개인적으로 간단한 어프로치로서는 …

나은 통신 라이브러리 / 캐시 라이브러리를 사용
나은 프로토콜 사용
나은 서버 (Product)를 사용
그 후에 측정하고, 문제가 있으면 개선을 생각

51p

AT&T ARO

Application Resource Optimizer
- AT&T 제작 통신 최적화 도구
- rooted 필요

매우 추천

이걸로 Green이 아닌 항목을 보면 되므로 간단

http://developer.att.com/application-resource-optimizer

52p

ARO 평가항목

File Download: Text File Compression
File Download: Duplicate Content
File Download: Cache Control
File Download: Cache Expiration
File Download: Combine JavaScript and CSS Requests
File Download: Resize Largee Images for Mobile
File Download: Minify CSS, JS, and HTML
File Download: Use CSS Sprites for Images
Connections: Connection Opening
Connections: Unnecessary Connections - Multiple Simultaneous Connections
Connections: Inefficient Connections - Periodic Transfers
Connections: Inefficient Connections - Screen Rotation
Connections: Inefficient Connections - Connection Closing Problems
Connections: 400, 500 HTTP Status Response Codes
Connections: 301, 302 HTTP Status Response Codes
Connections: 3rd Party Scripts
HTML: Asynchronous Load of JavaScript in HTML
HTML: HTTP 1.0 Usage
HTML: File Order
HTML: Empty Source and Link Attributes
HTML: FLASH
HTML: “display:none” in CSS
Other: Accessing Peripheral Applications

다양한 통신의 통계 수집 · 가시화이나 통계와 대응한 조작 녹화도 가능

53p

메모리 최적화

이것도 통신과 같게 본격적으로 다루는 것은 상당히 어렵다

어려운 이유:
- GC 구조의 차이 (STW -> 병렬GC -> ART -> Compacting GC..)
- 메모리 영역의 종류 차이
- 디바이스 · 버전에 따른 메모리 용량 차이 등

개인적으로 간단한 어프로치로서는 …

GC로 pause는 (그다지) 안보인다
- UI가 충분히 그려진다면 대부분 괜찮다
Memory Leak만은 제대로 점검한다

54p

dumpsys meminfo

디자이스 전체의 메모리 사용량 Summary

55p

dumpsys meminfo [pid]

지정한 프로세스 ID 메모리 사용량

56p

dumpsys procstats [package]

지정한 어플의 최근 3시간, 최근 24시간의 메모리 사용량 총계 (스크린 On/Off시 등 복수 축으로)

57p

Memory Leak 검출

Heap dump, Allocation Tracker, Memory Analyzer Tool (MAT) 등이 지름길

58p

개인적인 추천은 LeakCanary

Square사 https://github.com/square/leakcanary
상당히 간단하게 정밀한 Memory Leak 검출이 가능
어플에 약간의 측정 코드를 포함할 필요가 있다
- 코드를 포함해도 괜찮은 상황이라면 안쓸리 없다

https://corner.squareup.com/2015/05/leak-canary.html

59p

onTrimMemory

※ 저는 사용하지 않지만, 사용하고 있는 사람 있습니까?

60p

CPU 최적화 (?)

라고 해도…

최근 ARM 기반 칩셋으로는 처리하는 Task에 따라 할당되는 CPU가 바뀌는 형태 (big.LITTLE Architecture)가 주류. 클럭 주파수도 최적화된다
어느새 일반적인 어플리케이션에서는 CPU 최적화를 개발자가 신경쓰지 않아도 된 시대

개인적으로는 어플 개발자로서는

대부분 ANR이나 jank를 막는 목적으로 어플의 프로세스나 스레드가 어느 정도 CPU를 이용하고 있는가를 파악해두면 좋다고 생각된다.

61p

dumpsys cpuinfo

디바이스 전체의 CPU 사용량

최근 1분 / 5분 / 15분 로드량
최근 7초의 프로세스마다 사용량

※ 비슷한 것은 개발자용 옵션 -> CPU 사용량 표시로도 가능

62p

Systrace

CPU 사용량을 가시화하는 지름길 도구

Jank도 알기 쉽다

http://developer.android.com/intl/ja/tools/debugging/systrace.html

63p

Trepn Power Profiler

Qualcomm사의 프로파일링 도구
- http://developer.qualcomm.com/software/trepn-power-profiler
Qualcomm 프로세서의 디바이스만 동작하지만, 해당 디바이스라면 상당히 자세한 정보를 간단하게 얻을 수 있다
CPU나 GPU의 정보에 대해서는 개인적으로 추천
메모리나 통신 (Bluetooth도)도 가시화 가능

64p

마지막으로

65p

비기능을 신경 쓰자
- 비기능은 수면에 나오지 않지만
- 비기능을 신경 쓸지 말지가 개발자로서의 가치를 크게 좌우한다 (그런 느낌)
복수의 관점으로 보는 것이 중요
- 모바일 디바이스는 그런 물건
- 추측은 그다지 도움이 안된다. 가시화, 측정이 중요
누적이 중요
- 방 청소와 같다
- 매일 조금씩 신경쓰면 깨끗한 상태
- 조금씩이라도 이어나간다 (계속 이어나가도록 한다)

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[번역] DroidKaigi 2016 ~ 퍼포먼스를 요구하는 Android 어플을 만들기 위해서는

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다방면의 관점

측정 · 계속

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